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信任危機(jī)實(shí)驗(yàn) ePBS的協(xié)議內(nèi)置

  • 2024年11月15日 18:11

TL;DR

ePBS的設(shè)計(jì)核心是圍繞Builder安全性而構(gòu)建的概念，它授予Builder對(duì)區(qū)塊交易的完全控制權(quán)。

ePBS是將PBS直接納入Ethereum共識(shí)層的提議，被稱(chēng)為In-ProtocolPBS，旨在應(yīng)對(duì)潛在的中繼故障和消除系統(tǒng)內(nèi)單點(diǎn)故障。

ePBS依舊沿襲原PBS的基礎(chǔ)，通過(guò)降低單一實(shí)體對(duì)區(qū)塊內(nèi)容的控制能力，提高網(wǎng)絡(luò)的抗審查性和去中心化。

PayloadTimelinessCommittee（PTC）作為監(jiān)督作用，確保新區(qū)塊中的交易內(nèi)容及時(shí)性與有效性。前言

2月分，Prysm開(kāi)發(fā)者Potuz認(rèn)為Ethereum主網(wǎng)存在信任問(wèn)題，主張推遲Electra分叉至2025年，利用Interopevent完善ePBS設(shè)計(jì)。然而，Ethereum社區(qū)對(duì)ePBS持有不同意見(jiàn)，部分開(kāi)發(fā)者和研究員擔(dān)憂(yōu)其可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于ePBS，大家的意見(jiàn)各不相同，今天我們將來(lái)了解下ePBS是什么？和PBS有什么區(qū)別？

之前我們提到過(guò)PBS的機(jī)制是為了確保Proposer承諾的安全性和確保Builder解釋的安全性，于是將這個(gè)權(quán)利交給被信任的中繼來(lái)承擔(dān)。中繼負(fù)責(zé)保管區(qū)塊內(nèi)容，確保Proposer會(huì)拿到區(qū)塊內(nèi)容但不能輕易偷走Builder的區(qū)塊內(nèi)容。但如果中繼是惡意的，則Proposer和Builder都會(huì)受害，且他們只能轉(zhuǎn)向和其他Relay合作并期望其他中繼不是惡意的。這里面就存在一個(gè)問(wèn)題，我們必須要找到一個(gè)授信第三方從而進(jìn)行信任委托。因?yàn)镻BS是一種協(xié)議外的解決方案。PBS依賴(lài)于社區(qū)的共識(shí)和自愿遵守，需要額外的協(xié)調(diào)和信任。

PBS中必須有一個(gè)中間人角色作為第三方授信方處理問(wèn)題：

Proposer若想要出售區(qū)塊內(nèi)容的權(quán)利必須信任中間人。

Builder想要購(gòu)買(mǎi)構(gòu)建區(qū)塊的權(quán)利必須信任中間人。ePBS的革命性設(shè)計(jì)內(nèi)置提議者-構(gòu)建者分離

EnshrinedProposer-BuilderSeparation（ePBS）內(nèi)置提議者-構(gòu)建者分離，是PBS衍伸出的又一種變體。ePBS是一個(gè)將PBS直接納入Ethereum共識(shí)層的提議，于是被又稱(chēng)為In-ProtocolPBS。它的誕生是為了應(yīng)對(duì)潛在的中繼故障和消除系統(tǒng)內(nèi)單點(diǎn)故障的需求。作為一種新興的共識(shí)機(jī)制，接下來(lái)我們將對(duì)ePBS進(jìn)行深入解析，旨在闡明其核心原理、優(yōu)勢(shì)以及與傳統(tǒng)Proposer-BuilderSeparation（PBS）的區(qū)別。

ePBS，即內(nèi)置提議者-構(gòu)建者分離，Blockchain協(xié)議中內(nèi)置的機(jī)制。以Ethereum協(xié)議來(lái)取代這個(gè)需要被信任的Relay角色，如果Proposer或Builder任一方作惡，都能由Ethereum協(xié)議本身來(lái)施加懲罰（罰沒(méi)），而不是必須要仰賴(lài)對(duì)某個(gè)角色的信任。這也是整個(gè)協(xié)議與之前我們所提到過(guò)的PBS協(xié)議最大的區(qū)別和不同。

當(dāng)然，角色分離在ePBS的運(yùn)用中依舊沿襲原PBS的基礎(chǔ)，通過(guò)降低單一實(shí)體對(duì)區(qū)塊內(nèi)容的控制能力從而提高Blockchain網(wǎng)絡(luò)的抗審查性和去中心化程度。

Proposer：負(fù)責(zé)區(qū)塊提議，包括區(qū)塊頭信息

Builder：構(gòu)建區(qū)塊的具體內(nèi)容兩大好處直接懲處惡行和無(wú)需授信第三方

從名字上觀察，就能得知ePBS中的Enshrined就可以得知因?yàn)閷f(xié)議進(jìn)行內(nèi)置的工作，也將會(huì)對(duì)作惡行為處理做出直接的懲罰，并且信任中心也在該設(shè)置下悄然發(fā)生轉(zhuǎn)變。

協(xié)議具備識(shí)別和處理能力，直接懲處

PBS中，作惡行為的識(shí)別和懲罰需要依賴(lài)第三方（validator、relay等）的介入。而在ePBS中，由于其設(shè)計(jì)在協(xié)議內(nèi)，作惡行為可以直接被協(xié)議本身識(shí)別和處理。

無(wú)需授信第三方，提升去中心化程度

PBS在一定程度上依賴(lài)于外部治理或第三方，存在信任中心化的問(wèn)題。相比之下，ePBS通過(guò)將規(guī)則寫(xiě)進(jìn)協(xié)議中，從源頭減少了對(duì)外部第三方的信任需求，提高了系統(tǒng)的去中心化程度。

*傳統(tǒng)PBS與ePBS的比較圖

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區(qū)塊競(jìng)價(jià)階段：Bulider將開(kāi)始競(jìng)價(jià)，發(fā)送給Proposer。

proposer廣播：Proposer選擇競(jìng)價(jià)并選擇是否運(yùn)用InclusionList構(gòu)建自己的區(qū)塊內(nèi)容。接著廣播區(qū)塊。

驗(yàn)證者投票：看到區(qū)塊后，會(huì)根據(jù)其驗(yàn)證結(jié)果投票。

聚合證明（ Aggregateattestation）：聚合證明是由聚合器（Aggregators）創(chuàng)建的，他們將多個(gè)驗(yàn)證者對(duì)同一區(qū)塊的證明進(jìn)行聚合。驗(yàn)證者通過(guò)聚合證明進(jìn)行驗(yàn)證。

payload廣播：Builder需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)公開(kāi)完整的執(zhí)行有效負(fù)載（ExecutionPayload）。

PTC投票：特別委員會(huì)，監(jiān)督和驗(yàn)證Builder的payload是否及時(shí)和有效。

下一個(gè)slot的Proposer發(fā)布他們的區(qū)塊，根據(jù)PTC的投票結(jié)果和聚合證明構(gòu)建在完整塊或者空塊上。當(dāng)一個(gè)區(qū)塊的PT票數(shù)中及時(shí)發(fā)布的百分比更高，那么它將被視為滿(mǎn)塊。PTC，監(jiān)督新區(qū)塊中的交易內(nèi)容及時(shí)性與有效性

PayloadTimelinessCommittee（PTC），“有效負(fù)載及時(shí)性委員會(huì)”。主要任務(wù)是確保新區(qū)塊中的交易內(nèi)容能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地被添加進(jìn)去。這個(gè)委員會(huì)由驗(yàn)證者組成（從信標(biāo)鏈委員會(huì)借來(lái)的521人作為委員會(huì)的組成部分），他們的工作是在每個(gè)區(qū)塊創(chuàng)建周期結(jié)束前，檢查Builder是否已經(jīng)完成了區(qū)塊的交易填充工作，并且這些交易是按規(guī)則正確執(zhí)行的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PTC就像是一個(gè)監(jiān)督團(tuán)隊(duì)，監(jiān)督Builder是否按時(shí)提交了他們的工作，是否包含了正確交易的區(qū)塊。如果Builder做得很好，按時(shí)提交了符合要求的區(qū)塊，PTC會(huì)通過(guò)投票來(lái)確認(rèn)這一點(diǎn)。這樣，網(wǎng)絡(luò)就能夠知道哪些區(qū)塊是完整和有效的，哪些可能存在問(wèn)題或者不完整。

通過(guò)投票機(jī)制，PTC影響區(qū)塊是否被視為“完整塊”或“空塊”的狀態(tài)。如果PTC驗(yàn)證了負(fù)載的及時(shí)性和正確性，該區(qū)塊可以被認(rèn)定為“完整塊”狀態(tài)；如果沒(méi)有負(fù)載或負(fù)載提交延遲，區(qū)塊則可能被標(biāo)記為“空塊”。接著，根據(jù)PTC的投票結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)Proposer和Builder實(shí)施獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰，以激勵(lì)及時(shí)和準(zhǔn)確的區(qū)塊構(gòu)建。

完整塊（fullblock）：區(qū)塊包含一組有效的payload，它也可以包含多個(gè)交易，并且交易執(zhí)行狀態(tài)會(huì)及時(shí)更新。

空塊（emptyblock）：區(qū)塊幾乎沒(méi)有包含任何交易，或者只包含極少數(shù)交易。它可以是CL塊，但不會(huì)更新EL狀態(tài)。

缺失塊（missingblock）：空的slot。在Blockchain中預(yù)期存在但未被創(chuàng)建或未被成功添加到鏈上的區(qū)塊？梢酝ㄟ^(guò)（block,slot）forkchoice投票，缺失區(qū)塊可以被分為滿(mǎn)塊或者是空塊。ePBS的抗審查性實(shí)現(xiàn)，結(jié)合InclusionList的設(shè)計(jì)

盡管，ePBS的設(shè)計(jì)核心是圍繞Builder安全性而構(gòu)建的概念，它授予Builder對(duì)區(qū)塊交易的完全控制權(quán)。那么，在這個(gè)基礎(chǔ)上，運(yùn)用InclusionList將是一個(gè)非常完美能夠?qū)崿F(xiàn)抗審查與去中心化的組合形式。

之前我們的文章中有提到過(guò)CL，大致講述下流程（詳情可點(diǎn)擊鏈接：undefined。https://mp.weixin.qq.com/s/EBzr0ttBLosYnRBNVKF6rg）Proposer向Builder提供這份列表，需要優(yōu)先考慮這些交易。它應(yīng)涵蓋所有當(dāng)前活躍的交易，無(wú)論是這些交易是否在交易池中。只要區(qū)塊還有剩余空間，列表中的交易應(yīng)被納入Builder的區(qū)塊。如果區(qū)塊已滿(mǎn)，Builder應(yīng)明確標(biāo)識(shí)，并確認(rèn)他們已經(jīng)注意到了這份列表。

當(dāng)Builder試圖審查某些交易，由于EIP-1559的實(shí)施，不斷用交易去填滿(mǎn)的區(qū)塊會(huì)導(dǎo)致basefee迅速上升。若此時(shí)Builder還堅(jiān)持通過(guò)在區(qū)塊中添加虛假交易來(lái)審查，不斷增加的費(fèi)用將使得這種行為成本過(guò)高，將變得不再實(shí)際。小結(jié)

ePBS通過(guò)協(xié)議內(nèi)置，將提議者和構(gòu)建者角色分離。通過(guò)PTC作為證明委員會(huì)的一個(gè)子集，負(fù)責(zé)對(duì)Builder發(fā)布的ExecutionPayload的有效性與及時(shí)性進(jìn)行投票。其核心優(yōu)勢(shì)在于它將傳統(tǒng)的信任第三方的角色，轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒃thereum協(xié)議本身來(lái)執(zhí)行監(jiān)督和懲罰，從而減少了對(duì)單一實(shí)體的信任需求。不僅提高了系統(tǒng)的抗審查性，還通過(guò)InclusionList等機(jī)制，增強(qiáng)了對(duì)交易的保護(hù)，使得審查交易的成本變得高昂而不切實(shí)際。

另外聲明下，ePBS只是提供一個(gè)協(xié)議層級(jí)別的區(qū)塊Proposer與Builder分離的選項(xiàng)，而不是強(qiáng)制性的，他們最大的區(qū)別是支付機(jī)制和信任模型。當(dāng)考慮到整個(gè)協(xié)議的信任問(wèn)題時(shí)，需要付出的代價(jià)是需要提前承諾支付費(fèi)用。與ePBS相比，MEV-Boost可以根據(jù)自己排序的ExecutionPayload中實(shí)現(xiàn)的收益來(lái)決定支付給BeaconProposer的金額，具有更多的利潤(rùn)和空間。或許有一天ePBS的機(jī)制實(shí)現(xiàn)或許無(wú)需考慮提前承諾費(fèi)用的時(shí)候，抱有一點(diǎn)小小的幻想和期待！

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